スラッジ還流の定義
 スラッジ 還流は、二次沈殿（または沈殿ゾーン）によって分離され、曝気タンクに還流される活性スラッジです。汚泥は再曝気タンクの前に再曝気タンクに戻され、活性汚泥の吸着能力を回復することがあります。汚泥還流比は、汚泥還流量と曝気タンクの流入量の比です。還流水質水量が変化した場合、還流比を随時調整できることが望ましい。下水は一般的に活性汚泥中に8時間以上留まり、還流比で何らかの調整を行った後、その効果はすぐには現れず、反応するのに数時間かかることが多い。したがって、還流比を調整することでは、下水水質の水量の変化に適応できず、還流比を一定に保つことができます。しかし、下水処理場の運転管理においては、逆流率の調整が緊急事態に対応するための有効な緊急手段となります。
 汚泥の還流は下水処理場の水質を確保するための主要なプロセスリンクであるため、水量と水質が大きく変化する場合、活性汚泥の還流量と還流比をどのように制御するかが運転の鍵となり、制御が失敗すると、プラント全体の運転が麻痺する危険性があります。汚泥還流により、生物化学池からの排水とともに二沈殿した汚泥はシステムに戻され、安定した活性汚泥量（MLSS）と正常な処理過程を維持する。プロセスや実際の運転では、還流スラッジの流量は流入水量と大きく関係しているため、還流スラッジの流量と流入水量の比で流量の大きさを説明することが多く、スラッジの還流比と呼ばれ、Rで表されます。
汚泥還流系の制御について
具体的には、以下の4つの方法がある。
1、汚泥還流量QRを一定に保つ
 一定 のリフローは、最も一般的で簡単な制御方法です。通常、昼夜の2つの異なる設定値で還流スラッジの量を制御できます。
 この 方法は、流入負荷の変化を考慮せず、一定の流量で汚泥の還流を制御するため、理想的な制御方法ではなく、流入流量Qが比較的一定または変動しない場合に適しています。
一般的な大規模な下水処理場のように、流入流量は比較的変化が小さく、ポンプの前に井戸やパイプラインを介して水を貯蔵することができ、バランスのとれた流入を達成し、レベルが許容できる一定の流量で、この時点で固定QR制御を使用することが簡単で便利です。しかし、流入流量が大きく変化すると、汚泥が二次槽やバイオリアクター槽に再分配され、一連の問題が発生します。Qが大きくなると、生物反応槽内の汚泥の一部が二次槽に移動してMLSSが低下しますが、この時点では生物反応槽では増加した下水を処理するために高いMLSSが必要になり、二次槽内の汚泥が増加すると泥レベルが上昇し、汚泥が流出する可能性があります。Qが減少すると、汚泥の一部が二次タンクからバイオリアクタータンクに移され、MLSSが上昇しますが、バイオリアクタータンクにはあまり高いMLSSは必要ありません。
2、汚泥還流比Rを一定に保つ
 流入 流量Qに比例して還流汚泥量を制御し，還流汚泥濃度RSSSが一定であればMLSSも一定である。しかしながら，還流汚泥濃度RSSSと二沈池表面負荷Q/A，汚泥沈降性能パラメータk，nの関係式から，還流汚泥濃度は二沈池表面負荷，汚泥沈降性能に応じて変化し，MLSSを維持することは困難であることが分かった。関連研究QR制御とR制御が活性汚泥システムに与える影響を解析するために、二次槽表面負荷Q/Aを0.6、還流比R= 40%、MLSS=4000mg/L、汚泥沈降性能を一定（k=20、n=0.3）と仮定し、上記関係式を用いてMLSSの変化を算出し、汚泥負荷F/Mおよび二次槽固体負荷の変化を算出した。具体的なデータは以下の通り。
 水量 変化時の定還流量と定還流比汚泥還流制御の影響（SVI一定）
 実験 データによると、一定流量制御でも一定流量制御でも、水量の変化によるMLSSとF/Mの変化は一貫していることがわかります。
流入流量が増加し、MLSSが減少し、F/Mが急速に増加した。
流入流量が減少し、MLSSが上昇し、F/Mが急速に低下します。
 変化 の大きさから見ると、一定の汚泥還流量QRで制御すると、水量の変化によりMLSSやF/Mの変化が大きく、生物反応池の安定運転には悪影響を及ぼしますが、第二沈殿池の固体負荷は一定であり、第二沈殿池の安定運転には有利です。
 一定 の汚泥還流比R制御と比較すると、バイオリアクタータンクの水量変化に対する緩衝能力は向上しますが、二次タンクの運転には比較的大きな影響があります。
 要約 すると、一定QRまたは一定Rは、汚泥還流制御のための最良の選択ではなく、オペレータは、下水処理場の安定した効率的な運転を確保するために、プロセス条件の変化に応じて、より積極的な制御戦略を採用する必要があります。
混合物汚泥濃度MLSSを一定に保つ
 活性 汚泥法では、MLSSは通常3000mg/L程度に抑えられている。定常MLSS制御とは、MLSSをできるだけ一定の目的値にすることである。
 オペレータ は、流入流量Q、還流汚泥濃度RSSSS、混合液汚泥濃度MLSSの目標値から、MLSSが目標値に達するために必要な還流量を計算し、その量に応じて制御することができます。
なお、一定MLSS制御の制御範囲や有効な制御時間は、二次槽の汚泥貯蔵量によって制限されています。
 流入 量が非常に少ない場合、二次タンク内のスラッジの滞留時間が長すぎると、スラッジの浮遊や品質と活性が低下します。
 流入 流量が大きいと、二次タンクは十分なスラッジを供給できません。
 し たがって、還流汚泥貯留タンクを設置することによってのみ、厳格な一定MLSS制御が可能です。
4、汚泥負荷F/Mを一定に保つ
 定 常F/M制御とは、物量Fと物量Mとの比を好适范囲に保つ制御方法である。
定常MLSS制御に比べて，この制御では还流贮留槽のが必要である。しかし、それでも、流入水量が大きく変化する（例えば20%を超える）には一定F/M制御を実现することがである。
 なお 、定MLSS制御でも定F/M制御でも、RSSSとMLSSに応じてリフロー比を調整します。
 関連 研究では、一定MLSS制御と一定F/M制御を比較し、第二沈槽表面負荷Q/Aを0.6、還流比R= 40%、MLSS= 4000mg/L、汚泥沈降性能を一定に保つk=20、n=0.3、水量変化時にMLSSまたはF/Mを一定に維持する、必要な還流比R、およびそれによるその他の影響を仮定した結果を下表に示す。
水量変化时の定MLSSと定 F/M还流制御の（SVI一定）
 上 の表のデータから、一定MLSS制御を実施する場合、生物反応池と二沈殿池の両方に一定の影響を受けるが、大きな流量変化に適応できるため、二沈殿池には強い貯泥能力が求められることがわかる。一定F/M制御を実施する場合、水量の変化がほとんどない場合に適しており、生物システムの安定性を確保することができ、二次池に一定の影響を及ぼします。例えば、水量の変化が20%を超える場合、一定F/M制御は実現不可能です。状況に応じて、定期的に又はいつでも還流量又は還流比を調整することは、疑いなくシステムを常に良好な状態にすることができるが、それに応じて運転制御の難しさを増大させる。
汚泥還流制御方法の比較
 水量 変化時の一定還流量QR制御、一定還流比R制御、一定MLSS制御、一定F/M制御の4つの汚泥還流制御方式がシステム性能に与える影響を総合的に解析した結果、以下のようになりました。
1、汚泥還流量QRを一定に維持し制御する。
 主 に第二沈殿池の安定性を考慮するが、生物反応池に影響が大きく、水量変化への適応性が強くない。
2、リフロー比Rを一定に保つ制御
 好 适な选択であり、一定MLSS制御比に比べて、F/Mに対するが大きく、効果にする可能性があるが、二沉池に対するは小さい。この制御戦略は、水の量の変化にある程度適応する。
MLSSを一定に制御する
 これ は間違いなく好ましい制御戦略であり、水量の変化に優れた適応性を有し、システム全体への影響が少ないが、第二沈殿池には一定の要件があり、大きな固体表面負荷に耐えることができ、十分な泥貯蔵スペースが必要である。
F/Mを一定に保つ。
 汚泥 負荷の相対的安定性を保証でき、生物処理に有利であるが、システムの他の性能への影響が大きく、施設能力に対する要求も高く、水量が大きく変化する状況には適していないため、この制御策を採用することは大きな限界がある。
 要約 すると、一定還流比R制御と一定MLSS制御はどちらも良いスラッジ還流制御戦略である。
プロセス設計がF/Mを一定の変化させることができる場合は、一定のリフロー比R制御戦略を選択することができます。
2、二沉池能力に余裕があれば、定常MLSS制御を选択できる;
水量の変化がほとんどなく、還流システムの容量が要件を満たす場合は、一定還流量QR制御と一定F/M制御を選択することができます。
出典：洪泰華瑞科技集団有限公司